व्यवहार का अनुकूली मूल्य
व्यवहार वह है जो जानवर करता है: खाना, भागना, साथी ढूँढना, पुकारना, देखभाल करना। व्यवहार पारिस्थितिकी हर व्यवहार के बारे में दो सवाल पूछती है: यह कैसे होता है (तंत्रिकाएँ और हार्मोन), और यह है ही क्यों (जीवित रहने और संतान के लिए इससे क्या मिलता है)।
किसी व्यवहार का अनुकूली मूल्य तब है जब उसे करने वाले जानवर न करने वालों से ज़्यादा जीवित संतान छोड़ें। व्यवहार का कुछ हिस्सा जीनों से और कुछ सीखने से आता है। प्राकृतिक चयन से कई पीढ़ियों में मददगार व्यवहार वाले जीन आम हो जाते हैं।
व्यवहार हमेशा एक समझौता है: ऊर्जा और जोखिम (कीमत) बनाम भोजन, सुरक्षा या संतान (लाभ)।
प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष फ़िटनेस
यहाँ फ़िटनेस का मतलब है कि आपके जीन की कितनी प्रतियाँ अगली पीढ़ी तक पहुँचती हैं। इसके दो हिस्से हैं।
- प्रत्यक्ष फ़िटनेस: आपके अपने जीवित बच्चे।
- अप्रत्यक्ष फ़िटनेस: आपकी मदद से रिश्तेदारों के जो अतिरिक्त बच्चे पलते हैं, उन्हें रिश्ते की नज़दीकी के हिसाब से गिनना।
रिश्ता (r) वह संभावना है कि साझा पूर्वज से दो जानवरों में कोई जीन समान हो। माता-पिता–बच्चा 0.5, सगे भाई-बहन 0.5, नाती-पोता 0.25, चचेरा भाई-बहन 0.125, अनजान जानवर लगभग 0।
समावेशी फ़िटनेस = प्रत्यक्ष + अप्रत्यक्ष फ़िटनेस। इसी से समझ आता है कि रिश्तेदारों की मदद से भी आपके जीन आगे बढ़ते हैं।
लागत-लाभ और इष्टतम चारा खोज
लागत-लाभ का विचार कहता है कि जब लाभ − लागत धनात्मक हो, तब जानवर को वह काम करना चाहिए। इकाई ऊर्जा या संतान की संख्या हो सकती है।
इष्टतम चारा खोज पूछती है कि भोजन के एक टुकड़े (पैच) में कितनी देर खाना चाहिए। पैच में घटता प्रतिफल होता है: पहली बेरियाँ आसान, बाद की कम। बहुत जल्दी जाने से यात्रा बेकार जाती है; बहुत देर रुकने से समय। सबसे अच्छा वह समय है जिसमें यात्रा समेत प्रति मिनट ऊर्जा सबसे ज़्यादा हो। 3D मॉडल में पैच 20 × (1 − e−t/4) बेरियाँ देता है और एक यात्रा में 4 मिनट लगते हैं, इसलिए सबसे अच्छा ठहराव लगभग 4.6 मिनट (1.6 बेरी प्रति मिनट) है। यात्रा लंबी हो तो सबसे अच्छा ठहराव भी लंबा हो जाता है।
असल जानवर शिकारी का खतरा और अपनी भूख भी तौलते हैं।
सहयोग और परोपकार
सहयोग में जानवर साथ काम करते हैं और दोनों को फ़ायदा होता है, जैसे शेरनियों का साथ शिकार। परोपकार में एक जानवर कीमत (C) चुकाकर दूसरे को लाभ (B) देता है। मददगार पक्षी, श्रमिक मधुमक्खियाँ और खतरे की पुकार लगाती गिलहरियाँ उदाहरण हैं।
ज्ञाति चयन और हैमिल्टन का नियम: परोपकारी जीन तब फैल सकता है जब r × B > C। उदाहरण: r = 0.5 (भाई-बहन), B = 4, C = 1: 0.5 × 4 = 2 > 1, इसलिए मदद विकसित होती है। चचेरे के लिए (r = 0.125), B = 4, C = 1: 0.5 < 1, इसलिए मदद फ़ायदेमंद नहीं।
गैर-रिश्तेदारों के बीच भी मदद पारस्परिकता से विकसित हो सकती है: आज आप मेरी मदद करो, कल मैं करूँगा, और धोखेबाज़ों को दंड मिलता है या उनसे बचा जाता है।
जानवरों में संचार के संकेत
संकेत ऐसा कार्य या संरचना है जो दूसरे जानवर का व्यवहार बदलती है और इसी काम के लिए बनी है। संकेत ध्वनि, दृश्य, गंध या स्पर्श से दिए जाते हैं।
- खतरे की पुकार: शिकारी के बारे में रिश्तेदारों और पड़ोसियों को चेतावनी; पुकारने वाले को थोड़ा जोखिम होता है।
- नाच: मधुमक्खी का वैगल नृत्य भोजन की दिशा और दूरी बताता है।
- प्रदर्शन: मोर की पूँछ या मेंढक की आवाज़ साथी को सेहत बताती है। महँगे प्रदर्शन ईमानदार संकेत हैं, क्योंकि केवल मज़बूत जानवर ही उन्हें झेल सकता है।
- रासायनिक संकेत: चींटियों के फेरोमोन भोजन का रास्ता चिह्नित करते हैं।
संकेत तब विकसित होता है जब औसतन भेजने और पाने वाले, दोनों को लाभ हो।
करके देखो: घोंसले का मददगार
- आख़िरी कहानी-चरण खोलो और लागत–लाभ दृश्य चुनो।
- रिश्ता भाई-बहन (½), लाभ 4, कीमत 1 रखो। नतीजा क्या है?
- रिश्ता चचेरा (⅛) कर दो। क्या मदद अब भी फ़ायदेमंद है? B बढ़ाकर देखो कब होगी।
- चारा दृश्य में जाकर समय का स्लाइडर चलाओ और सबसे अच्छा ठहराव ढूँढो।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- समावेशी फ़िटनेस = प्रत्यक्ष फ़िटनेस + अप्रत्यक्ष फ़िटनेस
- हैमिल्टन का नियम: मदद तब विकसित होती है जब r × B > C
- रिश्ता r: माता-पिता/बच्चा 0.5, भाई-बहन 0.5, नाती-पोता 0.25, चचेरा 0.125
- शुद्ध लाभ = लाभ − लागत
- चारा दर = मिला भोजन ÷ (पैच में समय + यात्रा समय)
हल किए गए उदाहरण
1. एक पक्षी अपने भाई-बहन के चूज़ों को खिलाता है। B = 4 चूज़े मिले, C = 1 चूज़ा गया, r = 0.5। क्या मदद फ़ायदेमंद है?
r × B = 0.5 × 4 = 2। यह C = 1 से बड़ा है, इसलिए मदद फ़ायदेमंद है।
2. वही मददगार, पर चूज़े चचेरे भाई (r = 0.125) के हैं, B = 4, C = 1। क्या मदद फ़ायदेमंद है?
r × B = 0.125 × 4 = 0.5, जो C = 1 से कम है। मदद फ़ायदेमंद नहीं।
3. एक पक्षी के अपने 2 चूज़े हैं और उसकी मदद से सगी बहन के 4 अतिरिक्त चूज़े बचते हैं। समावेशी फ़िटनेस (चूज़े-समतुल्य में) निकालो।
प्रत्यक्ष = 2। अप्रत्यक्ष = r × 4 = 0.5 × 4 = 2। समावेशी फ़िटनेस = 2 + 2 = 4।
4. एक चारा खोजी 4 मिनट में पैच से 12.6 बेरियाँ पाता है और पैच तक यात्रा में 4 मिनट लगते हैं। दर क्या है?
दर = 12.6 ÷ (4 + 4) = 12.6 ÷ 8 ≈ 1.6 बेरी प्रति मिनट।
5. 8 मिनट रुकने पर 17.3 बेरियाँ मिलती हैं, यात्रा 4 मिनट है। क्या 8 मिनट रुकना 4.6 मिनट (1.6 बेरी प्रति मिनट) से बेहतर है?
दर = 17.3 ÷ (8 + 4) = 17.3 ÷ 12 ≈ 1.44 बेरी प्रति मिनट। यह 1.6 से कम है, इसलिए 8 मिनट बहुत ज़्यादा है।
6. मीरकैट की खतरे की पुकार औसत r = 0.25 वाले रिश्तेदारों को लाभ B = 6 देती है और कीमत C = 1 है। क्या पुकारना चुना जाएगा?
r × B = 0.25 × 6 = 1.5 > 1, इसलिए पुकारना चुना जाएगा।
आम गलतियाँ
- यह कहना कि जानवर "प्रजाति की भलाई के लिए" काम करते हैं। व्यवहार इसलिए फैलते हैं कि वे व्यक्ति और उसके रिश्तेदारों के जीनों की मदद करते हैं।
- यह सोचना कि जानवर हिसाब लगाते हैं। लागत और लाभ का संतुलन कई पीढ़ियों में प्राकृतिक चयन करता है, सोच नहीं।
- हैमिल्टन के नियम में r भूल जाना: यह r × B > C है, B > C नहीं।
- यह मानना कि पैच में सबसे लंबा ठहराव सबसे अच्छा है। एक सीमा के बाद प्रति मिनट भोजन की दर घटती है।